Passos i normes de disseny del procés d'emmotllament per injecció de metall

Passos i normes de disseny del procés d'emmotllament per injecció de metall

Emmotllament per injecció de metallés l'emmotllament per injecció tradicional, que canvia la fabricació de peces metàl·liques sòlides mitjançant la tecnologia d'emmotllament per injecció. En aquest procés, la matèria primera és una barreja en pols de metall i polímer. Per aquest motiu, el MIM de vegades s'anomena modelat per injecció de pols (PIM). Amb una màquina d'emmotllament per injecció estàndard, la pols es fon i s'injecta al motlle, on es refreda i es solidifica en la forma de la peça desitjada. El procés d'escalfament posterior elimina el polímer no desitjat i produeix una peça metàl·lica d'alta densitat. L'emmotllament per injecció de metall és adequat per a la producció de petites peces metàl·liques en grans quantitats. A diferència de l'emmotllament per injecció, aquestes peces poden ser geomètricament complexes i tenir parets i detalls primes. L'ús de pols metàl·lic permet l'ús d'una varietat d'aliatges de ferro i no ferro i les propietats del material (resistència, duresa, resistència al desgast, resistència a la corrosió, etc.) s'acosten a les fetes de metall forjat. A més, com que el metall no es fon en el procés MIM (inclòs el procés de fosa de metall), el superaliatge es pot utilitzar per a la vida útil de l'eina sense cap impacte negatiu. Els metalls que s'utilitzen habitualment en MIM inclouen els següents:

Acer de baix aliatge;

acer inoxidable;

acer d'alta velocitat;

pal de ferro;

aliatge de cobalt;

aliatge de coure;

aliatge de níquel;

aliatge de tungstè;

Aliatge de titani.

Les peces metàl·liques fabricades a partir del procés MIM es troben en moltes indústries, com ara aeroespacial, automòbil, béns de consum, odontologia mèdica i telecomunicacions. Els components MIM es poden trobar en accessoris per a telèfons mòbils, articles esportius, eines elèctriques, instruments quirúrgics i diversos dispositius electrònics i òptics.

Els accessoris electrònics d'emmotllament per injecció de metall inclouen els passos següents:

Preparació de matèries primeres MIM

Preparació de la matèria primera: el primer pas és la barreja de pols de metall i polímer. El metall en pols que s'utilitza aquí és més fi (generalment 20 micres) que els que s'utilitzen en els mètodes tradicionals de metal·lúrgia en pols. La pols metàl·lica es barreja amb un aglutinant termoplàstic calent, es refreda i després es granula per formar una matèria primera uniforme. Les matèries primeres obtingudes són normalment un 60 per cent de metall i un 40 per cent de polímer (volum).

Emmotllament per injecció MIM

Emmotllament per injecció: la pols en brut utilitza els mateixos equips i eines que s'utilitzen per a l'emmotllament per injecció de plàstic. Per tant, el disseny de la part de sinterització de la cavitat del motlle és aproximadament un 20 per cent més gran, cosa que suposa la contracció. En el cicle d'emmotllament per injecció, les matèries primeres es fonen i s'injecten a la cavitat del motlle, on es refreden i es solidifiquen en forma de peces. Una part del "verd" modelat s'expulsa i després es neteja per eliminar tota la memòria flash.

Desgreixatge MIM

Desgreixatge: en aquest pas, s'elimina l'adhesiu de polímer metàl·lic. En alguns casos, la part "verda" del primer desengreix amb dissolvent es col·loca en un bany d'aigua o químic per dissoldre la major part de l'adhesiu. Després (en lloc d'1) d'aquest pas, es realitza el desgreixatge tèrmic o la presinterització. Una part de "verd" s'escalfa en un forn de baixa temperatura per eliminar l'adhesiu de polímer per evaporació. Com a resultat, la part metàl·lica "marró" restant contindrà al voltant del 40 per cent de l'espai buit a través del volum.

Sinterització MIM

El pas després de la sinterització és la sinterització per reduir l'espai buit en un 1-5 per cent aproximadament, per tal de produir una peça metàl·lica amb alta densitat a la part "marró" (95-99 per cent) del forn d'alta temperatura ( fins a 2500 graus F). El forn utilitza una atmosfera de gas inert i mostra una temperatura propera al 85 per cent del punt de fusió del metall. Aquest forat de procés s'elimina del material, donant lloc a una reducció de la part a un 75-85 per cent de la seva mida de modelat. Tanmateix, aquesta contracció és uniforme i es pot predir amb precisió. La peça obtinguda manté l'alta tolerància de la forma modelada original, però ara la densitat és molt més alta.

Després de la finalització del procés de sinterització, l'operació secundària necessària pot millorar la tolerància o l'acabat superficial. Tanmateix, com una part d'un metall fos, es poden dur a terme alguns processos secundaris per afegir noves funcions, millorar les propietats del material o altres components. Per exemple, la peça MIM es pot mecanitzar, tractar tèrmicament o soldar.

Regles de disseny d'emmotllament per injecció de metall (MIM):

Quan la part de disseny es fa amb MIM, la majoria de les regles de disseny per a l'emmotllament per injecció encara s'apliquen. Tanmateix, hi ha algunes excepcions o suplements, com ara els següents:

Gruix de la paret: igual que l'emmotllament per injecció de plàstic, el gruix de la paret no s'ha de minimitzar i mantenir tota la part uniforme. Val la pena assenyalar que en el procés MIM, la reducció del gruix de la paret no només redueix la quantitat de material i el temps de cicle, sinó que també redueix el temps de desgreixatge i sinterització.

Esborrany: hi ha modelat per injecció de plàstic i moltes empreses de MIM no necessiten cap esborrany. A la versió de material en pols, és més fàcil utilitzar adhesius de polímer de motlles que la majoria de polímers d'emmotllament per injecció. A més, les peces MIM es refreden completament i es redueixen al voltant de la funció d'emmotllament abans de ruixar-les, perquè la barreja de pols metàl·lica necessita més temps per refredar-se.

Suport de sinterització: durant la sinterització, els components MIM s'han de suportar o retorçar adequadament, ja que poden encongir-se. Dissenyant la superfície plana de les peces en el mateix pla, es pot utilitzar la safata de suport plana estàndard. En cas contrari, es poden requerir suports personalitzats més cars.